藏鸡不同发育阶段腿部肌肉组织转录组及microRNA联合分析

旨在从转录组和miRNA角度探讨藏鸡肌肉发育的调控机制,了解藏鸡肌肉发育的特殊性。本研究对120和150日龄藏鸡的肌肉组织进行转录组和small RNA测序,筛选出两个日龄阶段差异表达的基因和miRNA,并利用qRT-PCR技术对测序结果进行验证。结果,共筛选出1 691个差异表达基因,其中上调基因330个,下调基因1 361个。差异表达miRNA共有22个,其中9个上调,13个下调。随机选择的5个基因和miRNAs的qPCR验证结果表明表达趋势与测序结果一致。GO富集分析显示,在富集前10的条目中,与免疫相关的条目占较大比例。KEGG分析结果显示,在19个显著富集通路中,与免疫相关的通路占较大比例,且83个miRNA的靶基因出现在显著富集通路上。转录组和small RNA测序数据联合分析表明,343个miRNA-mRNA对为负相关调控模式。本研究从多组学层面为进一步理解藏鸡的肌肉发育提供了理论基础。     

不同鸡种胚胎腿肌差异表达mRNA和lncRNA的筛选及其竞争性调控网络的构建

旨在筛选藏鸡和大恒肉鸡胚胎期骨骼肌差异表达的mRNA和lncRNA,并构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性调控网络,为进一步探讨两个鸡品种骨骼肌生长发育速度的差异机制奠定基础。随机选取已孵化18 d的藏鸡和大恒肉鸡胚胎各3个,采集胚胎腿肌组织进行转录组测序。筛选两个品种中差异表达的mRNAs和lncRNAs,对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,并对lncRNA的靶标miRNA以及靶向mRNA的miRNA进行预测,筛选与肌肉发育相关的mRNA和lncRNA构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性调控网络,最后利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对测序结果进行验证。结果显示,共有106个mRNAs在两个品种中差异表达,其中上调表达mRNAs 48个,下调表达mRNAs 58个。差异表达lncRNAs共有28个,其中10个上调,18个下调。差异表达mRNA的GO富集结果显示,骨骼肌细胞分化条目被显著富集,KEGG富集分析中脂质代谢通路被显著富集。lncRNA靶基因的KEGG富集结果显示,在10个显著富集通路中,有基因显著富集于类固醇生物合成和脂肪酸生物合成等与脂质代谢...     

齐兴肉兔转录组测序及肌肉生长发育相关基因的筛选

为了研究不同发育阶段齐兴肉兔肌肉生长发育相关的差异表达基因,试验选取胚胎期18日龄、26日龄的齐兴肉兔骨骼肌进行转录组测序,与兔基因组数据库进行比对,筛选差异表达基因并进行GO分析,进一步筛选与肌肉生长发育相关的差异表达基因,并通过qRT-PCR对筛选基因进行验证。结果表明:胚胎期26日龄共获得5 320个差异表达基因,其中上调基因2 607个、下调基因2 713个;KEGG功能注释发现差异基因显著富集到癌症通路、细胞骨架调控通路、pi3k-akt信号通路和RAP1信号通路;筛选获得的6个基因与肌肉生长发育关系较为密切,其中上调基因分别为TPM1、CASQ1、MYOZ1、CKM、MYL3基因,下调基因为IGF2BP1基因。     

MSTN-/-鲁西黄牛肌肉全转录组共表达网络及转录本富集分析

为了探究与牛骨骼肌发育相关的共表达网络及核心转录本,挖掘牛骨骼肌在发育过程中的调控转录本,试验采用新的fastp+kallisto+Sleuth分析方法对牛骨骼肌转录组测序数据进行分析,通过转录组测序分析筛选出两组肌肉样本差异表达的RNA,对其进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析、WGCNA分析和GSEA富集分析。结果表明：转录组测序共鉴定出32 919个转录本,按照是否满足|lbFC|≥2、P<0.05的条件共筛选出457个差异表达转录本,其中上调转录本303个,下调转录本154个。457个差异表达转录本共涉及106个GO功能注释条目和14个KEGG信号通路,差异表达转录本主要富集在与细胞周期、细胞生长密切相关的基因功能注释和信号通路中。457个差异表达转录本被划分到显著相关的3个转录本模块,棕色模块有83个转录本,蓝色模块有93个转录本,绿色模块有111个转录本,并且筛选出10个核心转录本。核心转录本多数集中在细胞黏附分子、AMPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、肌动蛋白细胞骨架的调节等与细胞周期、细胞生长密切相关的通路中。说明牛骨骼肌发育受基因转录水平调控的影...     

初生及成年牦牛大脑皮质的转录组分析

旨在分析初生和成年牦牛大脑皮质转录组表达谱,筛选影响大脑皮质发育的候选基因。本研究选取初生(1～7日龄(NYB),n=3)和成年(3～4岁(AYB),n=3)牦牛,放血处死,采集大脑皮质,利用Illumina HiSeq平台对转录组进行测序与分析,筛选得到差异表达基因,在此基础上对差异基因进行GO功能注释、KEGG富集分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法验证。测序结果共分析得到了4 790个显著差异表达的基因(P<0.05),其中包括2 670个上调表达的差异基因,2 120个下调表达的差异基因。随机选取了9个差异基因进行qRT-PCR验证,表达趋势与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。GO功能注释发现其中占比较多的条目为与蛋白合成及ATP利用相关的转录调控、RNA聚合酶II正调控转录、蛋白结合及ATP结合;KEGG富集分析发现占比较多与大脑发育相关的通路为调控轴突发育及重塑的轴突导向通路,与神经胶质细胞增殖相关的MAPK信号通路,与突触传递相关的神经活性配体-受体相互作用、 PI3K-Akt、钙信号及磷脂酶D信号通路,与免疫防御相关的Toll样受体通路,与低氧适应调...     

乏情和发情初产母猪下丘脑-垂体轴中miRNA表达谱比较分析

【目的】从神经内分泌系统揭示微小RNA(microRNA,miRNA)调控初产母猪情期活动的遗传机制。【方法】利用RNA-Seq技术对乏情和发情初产母猪下丘脑-垂体轴中的small RNA进行测序,获得了母猪下丘脑和垂体miRNA表达谱,并对筛选的差异表达miRNA进行GO和KEGG等功能分析。【结果】从所构建的4个文库中共鉴定出1 096个miRNAs,其中已知miRNAs 364个,新预测miRNAs 732个。以发情母猪为对照,在乏情母猪的下丘脑有16个miRNAs存在差异表达,其中6个上调,10个下调;在乏情母猪垂体有9个miRNAs存在差异表达,其中2个上调,7个下调。下丘脑中16个差异表达miRNAs共预测到5 212个靶基因,垂体中9个差异表达miRNAs共预测到6 897个靶基因。下丘脑中靶基因主要在细胞投射组装、质膜结合的细胞投射组装、神经元投射发育的负调控、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性等GO条目及Ras信号通路、神经营养因子信号通路、ErbB信号通路、mTOR信号通路等KEGG信号通路中显著富集;垂体中靶基因主要在mRNA加工调控、Ras GTP酶结合、泛素样蛋白连接...     

雷琼牛与陆丰牛背最长肌lncRNA表达特点及其相关ceRNA网络分析

旨在筛选雷琼牛与陆丰牛背最长肌差异表达lncRNAs、miRNAs以及mRNAs,通过构建lncRNA-miRNA-mRNA的竞争调控网络、搜寻lncRNA顺式靶向调控基因并进行功能预测，挖掘可供提升华南地区地方品种黄牛肉用价值的关键候选基因。本研究随机选取4月龄雌性雷琼牛与陆丰牛各4头，取背最长肌组织用于RNA测序，测序结果使用RT-qPCR验证。筛选两品种黄牛背最长肌差异表达lncRNAs、miRNAs和mRNAs,用于构建差异表达转录本的竞争调控网络以及搜寻lncRNA顺式靶向调控基因。候选基因使用GO和KEGG富集分析进行功能预测。结果表明，以雷琼牛为对照组，两个品种中存在119个差异表达的lncRNAs,其中73个上调表达，46个下调表达；差异表达的miRNAs共有13个，其中7个上调表达，6个下调表达；差异表达的mRNAs共有599个，其中155个上调表达，444个下调表达。竞争性调控网络中mRNAs的GO富集结果显示，与肌生成相关的条目主要为磷酸化以及膜结构等，KEGG富集结果中与肌生成相关的通路主要为Rap1、MAPK、PI3K-Akt等信号通路。顺式靶向调控基因的GO...     

美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达分析

旨在对美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达进行分析。本试验将美国短毛黑水貂45、90日龄各3只健康公貂的胸肌组织作为试验材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2500高通量测序平台建立转录组文库,对两个生长阶段差异显著性的基因进行GO功能富集和KEGG Pathway分析,寻找调控水貂快速生长期的相关候选基因和代谢通路,并利用qRT-PCR对转录组测序结果进行验证。结果表明,以P0.05,|log_2FC|1为条件筛选到279个显著差异基因,对这些差异基因进行GO和KEGG分析,筛选到与肌肉生长相关显著富集GO条目有66条、相关差异表达基因44个,其中上调20个,下调24个;与肌肉生长相关显著富集KEGG通路12条,如p53信号通路、PPAR信号通路、FOXO信号通路等。这些差异基因可能在水貂的快速生长过程中起到调控作用,可以作为后续研究水貂生长发育的候选基因。本研究结果为探究水貂生长发育调控机制及培育大体型水貂品种奠定基础。     

不同月龄滩羊背最长肌组织的基因表达谱分析

为了解析滩羊肌肉生长发育的调控机理,本研究以1月、6月和10月龄滩羊的背最长肌组织为研究对象,采用转录组测序技术构建了其基因表达谱,并通过生信分析筛选与肌肉发育相关的关键候选基因。结果表明：1月龄组和6月龄组相比,表达上调基因为428个,下调基因为236个,1月龄组和10月龄组相比,表达上调基因为1 204个,下调基因为927个,6月龄组和10月龄相比,表达上调基因为254个,下调基因为188个。对不同比较组别的差异表达基因取交集发现：表达逐步上调的基因共10个,包括CSRP3、ARNTL和BDNF等促进肌肉发育的基因,而表达逐步下调的基因共16个,包括IGFBP5和ANGPT1等抑制肌肉发育的基因。qRT-PCR验证结果显示：CSRP3、IGFBP5等基因的表达趋势同转录组分析结果基本一致,提示上述26个基因适合作为下一步研究的候选基因。本研究成功构建了不同月龄滩羊背最长肌的基因表达谱,并通过生信分析筛选得到调控滩羊肌肉发育的关键候选基因,为深入解析滩羊肌肉发育的分子机制提供了可靠信息。     

基于RNA-seq数据鉴定苏姜猪肉质性状相关基因

试验通过对苏姜猪背最长肌和腿肌进行转录组分析,旨在挖掘影响苏姜猪肌肉肉质性状的候选基因。选取90和180日龄苏姜猪各3头,利用RNA-seq技术对90日龄苏姜猪背最长肌、180日龄苏姜猪背最长肌和腿肌进行测序,对差异表达基因进行GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析。结果显示,180日龄苏姜猪背最长肌和90日龄苏姜猪背最长肌中有1 655个基因差异表达,其中474个基因表达上调,1 181个基因表达下调,GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析发现,474个表达上调基因主要参与肌肉纤维、转录调节、钙信号通路、MAPK信号通路、胰岛素信号通路、FOXO信号通路等生物学功能,1 181个表达下调基因主要参与免疫、造血、溶酶体、绑定、酶活性等生物学功能;180日龄苏姜猪背最长肌和腿肌中有383个基因差异表达,其中70个基因表达上调,313个基因表达下调,GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析发现,70个表达上调基因未能显著富集,313个表达下调基因主要参与细胞分化增殖、肌肉发育、细胞外基质、cGMP-PKG信号通路等生物学功能。本试验获得了苏姜猪背最长肌和腿肌组织的转录组信息,筛选出6个与苏姜猪肉质性状相关的候选基因：FOXO1、FOXO3、FOXO4、MYF6、A-FABP和H-FABP,为深入研究苏姜猪肉质性状的分子机理奠定基础。     

藏鸡与白羽肉鸡垂体转录组差异表达研究

试验旨在通过对藏鸡和白羽肉鸡垂体转录组测序和生物信息学分析,筛选出与鸡生长发育相关的差异表达基因（differentially expression genes,DEGs）及信号通路。本研究选用42日龄健康藏鸡和白羽肉鸡各3只,分别采集垂体组织利用Illumina HiSeq 2000平台进行转录组mRNA测序,对筛选到的DEGs筛选DEGs,GO和KEGG数据库功能注释和富集分析,实时荧光定量PCR验证随机挑选的DEGs表达水平。结果显示,藏鸡和白羽肉鸡分别获得126 094 302和125 666 442条clean reads。与白羽肉鸡相比,藏鸡垂体组织中共有DEGs 392个,其中196个为上调基因,196个为下调基因（P<0.05）,其中包括生长激素（GH）基因、生长激素释放激素受体（GHRHR）基因和胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（IGF2BP1）基因。GO和KEGG富集分析发现,DEGs显著富集于细胞黏附分子信号通路和神经活性配体-受体相互作用信号通路等细胞通讯相关的信号通路,GH、GHRHR和IGF2BP1基因也显著富集于神经活性配体-受体相互作用信号通路。实时荧光定量PCR结果显示,转录组测序结果准确可靠。综上研究,本研究初步揭示了影响藏鸡和白羽肉鸡生长发育速度差异的关键候选基因和信号通路,为了解鸡垂体组织调节生长发育的分子机制提供了理论依据。     

高能饲粮对育成期蛋鸡肝脏miRNA表达谱的影响

本研究利用高能和低能饲粮饲喂育成期蛋鸡,运用small RNA测序方法对肝脏中miR-NA进行检测,对其表达量进行分析,对差异表达miRNA进行靶基因预测,并对差异表达的预测靶基因进行基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析.结果表明:与低能组相比,高能组有2个miRNA表达显著上调...     

共轭亚油酸影响边鸡胸肌脂类代谢的相关差异基因的筛选

旨在通过转录组测序技术筛选出共轭亚油酸(conjugated linoleic acids,CLA)影响边鸡胸肌脂类代谢的相关基因,为日粮中CLA调控边鸡脂类代谢的作用机制提供理论依据。本试验选取90日龄健康边鸡180只,随机分为5组,每组3个重复,每组日粮中分别添加不同比例的CLA 0%(对照组)、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,预饲期1周,正饲期6周。饲养试验结束后采集胸肌组织进行转录组测序,使用DESeq2软件对测序数据进行差异表达分析,对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,筛选出与胸肌脂类代谢相关的差异表达基因,利用qPCR对差异表达基因进行验证。通过转录组测序数据分析,共筛选出1 229个差异表达基因,其中594个基因上调,635个基因下调。随机选取9个差异表达基因进行qPCR验证,其相对表达量变化趋势与测序结果一致。GO功能分析发现,差异表达基因主要集中在生物学过程中的细胞过程、单一生物过程、生物调节和代谢过程。KEGG通路富集分析发现,各试验组中差异表达基因显著富集在不同的信号通路中,主要富集在ECM-受体相互作用、黏着斑、吞噬体、细胞凋亡、肌动蛋白细胞骨架调节和细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路中。通过GO和KEGG功能注释分析,共筛选出MCAT、APOA1、PTGDS、ALDH3A2、PLTP、FABP3、FOXO1、UCP3和FABP4等18个主要的参与脂类代谢相关的差异表达基因,可能在调控边鸡胸肌脂类代谢中发挥重要的作用。本研究通过转录组测序筛选出CLA影响边鸡胸肌脂类代谢过程中的主要调控基因,发现了日粮中CLA影响差异表达基因作用的主要生物学过程和信号通路,为今后研究CLA影响边鸡胸肌脂类代谢的分子作用机制奠定了基础。     

基于转录组数据挖掘藏羊立毛肌发生的关键基因

旨在探究调控藏羊皮肤内立毛肌发生的分子机制，挖掘影响立毛肌发生的关键基因。本研究采集了30个75~110日龄健康情况良好的藏羊胚胎，收集背部皮肤组织，制作石蜡组织切片，利用HE染色观察背部皮肤内不同日龄立毛肌的形态学变化特征，推测出立毛肌发生的关键时期为胚龄75~85天（E75~E85）；分别挑选胚龄大约在75和85天各3个背部皮肤组织样品，分样品提取RNA，利用Illumina Hiseq平台进行转录组测序，对测序数据进行质控、过滤、比对，筛选得到差异表达基因，并对差异基因进行功能注释、富集分析、蛋白网络互作和RT-qPCR验证，挖掘调控立毛肌早期发育的关键候选基因。测序结果共得到1 159个差异表达的基因（P<0.05），其中900个基因上调，259个基因下调。随机选择6个差异表达的基因进行RT-qPCR验证，表达趋势与转录组测序结果一致，表明测序结果可靠。通过对差异基因进行GO功能注释和KEGG富集分析，筛选到与立毛肌发育相关的5个生物学过程条目和5个信号通路共47个非冗余基因（如BAMBI、TNNI3、HOXA9等）。本研究表明，藏羊立毛肌开始发育的关键时期约为E75~E85天，该时期内SPP1、BAMBI、TNNI3、HOXA9、SOX15可能为影响藏羊立毛肌发生的关键候选基因。     

猪GV/MⅡ期卵母细胞miRNAs表达谱及Npm2基因相关miRNAs筛选

旨在探索体外成熟前后猪卵母细胞miRNAs表达谱，并筛选参与调控Npm2基因表达的miRNAs。本试验回收屠宰场猪卵巢，收集GV期卵母细胞，经体外成熟培养后获得MⅡ期卵母细胞，分别提取约130个GV期和MⅡ期卵母细胞总RNA进行Illumina HiSeqTM 2500测序，获取miRNA测序数据，每个处理重复3次，筛选差异表达microRNAs并进行靶基因GO和KEGG聚类分析。结果表明，本研究成功构建了GV期和MⅡ期猪卵母细胞miRNAs表达谱，GV期和MⅡ期卵母细胞差异表达miRNAs有95个，具有相似表达模式的miRNA聚为一类，对95个差异表达miRNAs进行靶基因预测，共得到3 967个靶基因，经GO和KEGG富集分析表明，这些靶基因被富集于5 194个GO条目和212个信号通路，其中参与卵母细胞减数分裂成熟的信号通路有2个。在差异表达miRNAs中筛选到5个与Npm2基因相关的miRNAs。采用qRT-PCR对其中2个miRNAs进行验证，证实其表达趋势与测序结果一致。本研究筛选了GV期和MⅡ期卵母细胞差异表达miRNAs，推测差异表达的miRNAs可能通过代谢、卵母细胞减数分裂相关通路、孕激素介导的卵母细胞成熟通路等途径在卵母细胞体外成熟过程中发挥作用，并筛选出调控Npm2基因表达的miRNAs，研究结果可为进一步阐明miRNA对Npm2基因的调控及其在卵母细胞成熟过程中的作用提供依据。     

MSTN基因编辑牛肌肉转录组测序及生物信息学分析

为探究肌生长抑制素（myostatin,MSTN）基因对牛肌肉发育的具体调控机制,本研究选取同一牛场健康鲁西黄牛10头,其中通过转基因技术得到的基因编辑牛MSTN^-/-和同种非转基因野生型牛各5头。分别采集两组牛腿臀肌肉样品,利用IIlumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序分析,通过生物信息学方法比较两组样本间的差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析,最后利用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。结果显示,基因编辑型牛和野生型牛之间共检测到18 071个基因。在log₂|FoldChange|≥ 1.48条件下,筛选出406个差异表达基因,其中347个显著上调,59个显著下调。GO功能富集分析显示,MSTN基因编辑后显著影响915个功能类别（P<0.05）,差异基因主要参与结合、生物系统调节、免疫系统等相关功能。KEGG通路富集分析结果共涉及211个通路,差异基因主要富集在细胞黏附分子、趋化因子信号通路、细胞因子互作等信号通路上,进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育的差异基因（CD14、KIT、CSF1R、FBP1、DUSP4、ULBP21、PRKCB、SPN、CHAD、SRC）。实时荧光定量PCR检测结果显示,所选差异基因表达水平与转录组表达水平一致,证明测序结果的可靠性。本研究结果表明,MSTN基因发挥作用后可以介导多个下游基因表达,从而影响相关信号通路及生物学过程;同时,所筛选出的差异表达基因可作为进一步研究骨骼肌调控机制的候选靶标。     

乌头驴与三粉驴骨骼肌中miRNAs的表达鉴定与分析

试验旨在分析microRNAs （miRNAs）在德州驴骨骼肌中的表达情况,探讨小RNA （small RNA）在驴骨骼肌发育中的调控机制。采集德州驴2个品系（乌头驴和三粉驴）的背最长肌组织,构建乌头驴背最长肌（WB）和三粉驴背最长肌（SB）的small RNA测序文库并进行测序,运用生物信息学技术对WB和SB之间差异表达的miRNAs进行分析,预测和解析可能影响驴产肉性状的miRNAs,从中挑选了6个表达量较高的miRNAs,利用实时荧光定量PCR技术来验证测序结果的准确性。结果表明,在WB和SB文库中分别鉴定出保守miRNAs有982和1 149个,新miRNAs有106和143个。在WB与SB比较组中基于条件|log₂（fold_change）|≥2、P≤0.05获得17个差异表达的miRNAs,其中表达量上调的有5个,下调的有12个。通过GO注释,发现差异表达的miRNAs显著富集于调控细胞迁移分化、细胞分裂和骨骼肌细胞收缩等生物学过程（P<0.05）,并且挖掘到与驴骨骼肌发育相关的bta-miR-378d_L+1R-1_1ss22CA、bta-miR-378d_R-2,其靶向NPY1R、GPR152、BEST1、KCNH8、SPAG9等多个基因。KEGG富集结果表明,miRNAs富集于Wnt、MAPK、泛素蛋白水解系统等与骨骼肌发育相关的信号通路中,其中在Wnt信号通路中共涉及到17个差异表达miRNAs的207个靶基因,尤其以PC-5p-84483_31、hsa-miR-186-3p_R-3和cfa-miR-329b_1ss19CT的靶基因最多。实时荧光定量PCR结果与miRNAs测序结果一致,并发现除eca-miR-181b外,其他5个miRNAs在SB中的表达水平均高于WB。本研究首次对驴骨骼肌miRNAs进行转录组学分析,揭示了乌头驴和三粉驴miRNAs的表达差异,研究结果为阐明德州驴骨骼肌生长发育的分子调控机制提供参考。     

Identification of Differentially Expressed Genes and Lipid Metabolism Signaling Pathways between Muscle and Fat Tissues in Broiler Chickens

In this study, signaling pathways and key differentially expressed genes (DEGs) involved in lipid metabolism in muscle and fat tissues were investigated. Muscle and abdominal fat tissues were obtained from 35-day-old female broilers for RNA sequencing. DEGs between muscle and fat tissues were identified. Gene ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway enrichment analyses of DEGs were performed. A total of 6130 DEGs were identified to be significantly enriched in 365 GO terms, most of which were involved in biological processes, cellular components, and molecular functions in muscle and fat tissues. Three important lipid signaling pathways (pyruvate metabolism, the insulin signaling pathway, and the adipocytokine signaling pathway) were identified among the fat and muscle tissues of broilers. The key common DEGs in these pathways included phosphoenolpyruvate carboxykinase 2 (PCK2), acetyl-CoA carboxylase 1 alpha and beta (ACACA and ACACB), and the mitogen-activated protein kinase (AMPK) gene family. Hence, our findings revealed the pathways and key genes and gene families involved in the regulation of fat deposition in the muscle and fat tissues of broilers.     

基于瘤胃转录组探究双峰驼沙漠适应性分子机制

旨在比较胚胎期和成年期双峰驼瘤胃在组织形态、编码基因表达上的变化,挖掘影响双峰驼瘤胃发育的关键基因和通路,从消化系统探究双峰驼的沙漠适应性机制。本研究选取3峰10~12岁健康状况良好的成年期阿拉善双峰驼,以及3峰9~10月龄健康状况良好的胚胎期阿拉善双峰驼,采集瘤胃组织样品,制作石蜡组织切片,观察成年期与胚胎期双峰驼瘤胃,比较其组织结构之间的差异。分别提取成年期和胚胎期双峰驼的瘤胃组织总RNA,利用Illumination Hiseq 2000测序平台分别进行转录组测序,对转录组数据进行质控、比对、差异基因筛选、GO、KEGG富集分析。随机选择6个差异表达基因进行荧光定量试验,关联转录组数据与荧光定量试验的表达趋势。结果表明,胚胎期瘤胃组织中上皮细胞和肌纤维细胞清晰可见,分布密集,在成年期的瘤胃组织中,可见明显的肌纤维,肌纤维直径较宽,肌纤维间的空隙较大。转录组测序结果显示,每个样本获得至少10G的数据量,各样本的质控率都在90%以上,Q30数据都在88%以上。对测序数据进行分析,以胚胎期为对照组,成年期为试验组,筛选到1 207个差异表达基因,其中上调基因456个,下调基因751个;对差异表达基因进行层次聚类分析,结果显示,成年期的3个个体（M1、M2、M3）表达模式接近,胚胎期的3个个体（T1、T2、T3）表达模式接近。对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,结果显示,上调差异表达基因显著富集到62条显著的GO条目,下调差异表达基因显著富集到366条显著的GO条目,73条显著的KEGG通路。差异表达基因主要富集在代谢过程的负调控、RNA生物合成过程的负调控、基因表达的负调控等GO条目中,KEGG主要富集到MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号、胰岛素信号通路、醛固酮的合成与分泌等通路中。同时筛选到MAPK12、MAPK13、FABP5、PPARγ、CaMK1等与双峰驼沙漠适应性相关的基因。荧光定量结果显示,差异基因在成年期和胚胎期瘤胃组织中的表达模式与RNA-Seq的结果一致。上述结果表明,双峰驼的瘤胃组织可能与脂肪细胞分化有关。在沙漠环境中,双峰驼可能降低瘤胃组织代谢效率、通过胰岛素抵抗作用提高血糖耐受性以及促进醛固酮的合成与分泌以调节血压平衡,以更好地在沙漠干燥缺水的环境中生存。